Qual è il clima su Marte?
Il clima, come sulla Terra, è stagionale. L'angolo di inclinazione di Marte rispetto al piano
Marte passa al perielio durante il pieno invernoemisfero settentrionale ed estate in quello meridionale, afelio - durante il pieno inverno nell'emisfero meridionale e, di conseguenza, estate in quello settentrionale. Di conseguenza, il clima degli emisferi settentrionale e meridionale è diverso.
L'emisfero settentrionale è caratterizzato da un clima più morbidoinverno e fresca estate; nell'emisfero australe gli inverni sono più freddi e le estati più calde. Nella stagione fredda può formarsi un leggero gelo sulla superficie anche al di fuori delle calotte polari. La sonda Phoenix ha registrato una nevicata, ma i fiocchi di neve sono evaporati prima di raggiungere la superficie.
Secondo la NASA (2004), la temperatura mediaè ~ 210 K (-63 ° C). Secondo il lander Viking, l'intervallo di temperatura giornaliero è compreso tra 184 K e 242 K (da -89 a -31 ° C) (Viking-1) e la velocità del vento è 2-7 m / s (estate), 5-10 m / s (autunno), 17-30 m / s (tempesta di sabbia)
La depressione da shock Hellas è il luogo più profondo di Marte, dove si può registrare la più alta pressione atmosferica
Secondo la sonda di atterraggio Mars-6, la mediala temperatura della troposfera di Marte è di 228 K, nella troposfera la temperatura diminuisce in media di 2,5 gradi per chilometro, e la stratosfera, situata sopra la tropopausa (30 km), ha una temperatura quasi costante di 144 K.
I ricercatori del Centro Carl Sagan diNel 2007-2008 giunsero alla conclusione che negli ultimi decenni Marte è in atto un processo di riscaldamento. Gli specialisti della NASA hanno confermato questa ipotesi sulla base di un'analisi dei cambiamenti nell'albedo di diverse parti del pianeta. Altri esperti ritengono che sia troppo presto per trarre tali conclusioni.
A maggio 2016, ricercatori del sud-ovestL'istituto di ricerca di Boulder, in Colorado, ha pubblicato un articolo su Science, che ha presentato nuove prove del riscaldamento climatico in corso (basato sull'analisi dei dati del Mars Reconnaissance Orbiter). Secondo loro, questo processo è lungo e va avanti forse da 370 mila anni.
Ci sono suggestioni che in passato l'atmosferapotrebbe essere più denso, e il clima caldo e umido, e l'acqua liquida esisteva sulla superficie di Marte e ha piovuto. Prova di questa ipotesi è l'analisi del meteorite ALH 84001, che ha mostrato che circa 4 miliardi di anni fa, la temperatura di Marte era di 18 ± 4 ° C.
La caratteristica principale della circolazione generale dell'atmosferaMarte sono transizioni di fase dell'anidride carbonica nelle calotte polari, che portano a flussi meridionali significativi. La modellizzazione numerica della circolazione generale dell'atmosfera di Marte indica una variazione di pressione annuale significativa con due minimi poco prima degli equinozi, il che è confermato anche dalle osservazioni del programma Viking.
L'analisi dei dati sulla pressione ha rivelato annuale ecicli semestrali. È interessante notare che, come sulla Terra, il massimo delle fluttuazioni semestrali della velocità del vento zonale coincide con gli equinozi. La modellazione numerica rivela anche un ciclo significativo dell’indice con un periodo di 4-6 giorni durante i solstizi. Viking ha scoperto una somiglianza con l'indice del ciclo su Marte con fluttuazioni simili nelle atmosfere di altri pianeti.
Da dove provengono l'acqua e il ghiaccio su Marte?
Marte è molto simile alla Terra sotto molti aspetti, il che ha costretto gli scienziati del XIX e dell'inizio del XX secolo ad ammettere che su di esso c'è vita e acqua liquida.
Man mano che la quantità di dati raccolti sul pianeta cresce,utilizzando vari metodi, ad esempio utilizzando misurazioni spettroscopiche, è diventato chiaro che la quantità di acqua nell'atmosfera di Marte è trascurabile, ma è ancora presente.
Innanzitutto è stata attirata l'attenzione dei ricercatoricalotte polari di Marte, poiché si presumeva che potessero consistere di ghiaccio d'acqua per analogia con l'Antartide o la Groenlandia sulla Terra, ma si ipotizzava anche che si trattasse di anidride carbonica solida.
Quest'ultimo è stato supportato dai risultati di uno deii primi esperimenti numerici nel 1966 su un computer IBM 7074 per simulare i cambiamenti di temperatura giornalieri e annuali sulla superficie di Marte in base alla latitudine e la corrispondente dinamica delle calotte polari nei casi in cui sono costituite da H2O e CO2. Gli autori di questo lavoro sono giunti alla conclusione che la variazione annuale della dimensione delle calotte polari ottenuta nel secondo caso è molto più vicina a quella osservata.
Azimut di area uguale di Lambertrilievo della superficie di Marte dal Polo Nord all'equatore, filmato dall'altimetro MOLA [en]. Il confine della pianura settentrionale ricorda molto la costa dell'oceano, che potrebbe aver coperto quest'area in tempi antichi.
Riserve d'acqua su Marte
- Ghiaccio
Attualmente aperto e affidabilei volumi d'acqua stabiliti su Marte sono concentrati principalmente nella cosiddetta criosfera, uno strato vicino alla superficie di permafrost spesso decine e centinaia di metri.
La maggior parte di questo ghiaccio è sottola superficie del pianeta, poiché nelle attuali condizioni climatiche non può esistere stabilmente e, una volta in superficie, evapora rapidamente; Solo nelle regioni subpolari la temperatura è sufficientemente bassa per l'esistenza stabile del ghiaccio durante tutto l'anno: queste sono le calotte polari.
Il volume totale di ghiaccio sulla superficie e inlo strato superficiale è stimato in 5 milioni di km³ (e negli strati più profondi si possono concentrare probabilmente riserve molto più grandi di acque saline subpermafrost. Il loro volume è stimato in 54-77 milioni di km³). Allo stato fuso, coprirebbe la superficie di Marte con uno strato d'acqua spesso 35 m.
- Liquido
Il 25 luglio 2018 è stato pubblicato il rapporto di scoperta,basato sulla ricerca radar MARSIS. Il lavoro ha evidenziato la presenza di un lago subglaciale su Marte, situato a una profondità di 1,5 km sotto i ghiacci della calotta polare meridionale, largo circa 20 km. Questo divenne il primo specchio d'acqua permanente conosciuto su Marte.
Sondare un'area larga circa 200 chilometriutilizzando MARSIS ha dimostrato che la superficie del Polo Sud di Marte è ricoperta da diversi strati di ghiaccio e polvere e ha una profondità di circa 1,5 chilometri. Un aumento particolarmente forte nella riflessione del segnale è stato registrato sotto sedimenti stratificati all'interno di una zona di 20 chilometri ad una profondità di circa 1,5 chilometri.
Dopo aver analizzato le proprietà del segnale riflesso eDopo aver studiato la composizione dei sedimenti stratificati, nonché il profilo di temperatura previsto sotto la superficie di quest'area, gli scienziati hanno concluso che il radar aveva rilevato una sacca di acqua liquida sotto la superficie.
Il dispositivo non è riuscito a determinare la profonditàpuò esserci un lago, ma la sua profondità deve essere di almeno alcune decine di centimetri (lo strato d'acqua deve essere tale che MARSIS possa vederlo).
Come cambia il clima su Marte?
L'aspetto di Marte varia notevolmente a secondadalla stagione. Prima di tutto, i cambiamenti nelle calotte polari sono sorprendenti. Crescono e si restringono, creando fenomeni stagionali nell'atmosfera e sulla superficie di Marte. Le calotte polari alla loro massima espansione possono raggiungere latitudini di 50 °. Il diametro della parte permanente della calotta polare settentrionale è di 1000 km. Quando la calotta polare si ritira in uno degli emisferi in primavera, i dettagli della superficie del pianeta iniziano a scurirsi.
Le calotte polari Nord e Sud sono composte da duecomponenti: stagionale - anidride carbonica e secolare - acqua ghiacciata. Secondo i dati del satellite Mars Express, lo spessore delle calotte può variare da 1 ma 3,7 km. La sonda Mars Odyssey ha scoperto geyser attivi sulla calotta polare meridionale di Marte. Secondo gli esperti della NASA, i getti di anidride carbonica con il riscaldamento primaverile esplodono verso l'alto fino a grandi altezze, portando con sé polvere e sabbia.
Dati dal Mars Reconnaissance Orbiterha permesso di scoprire un notevole strato di ghiaccio sotto i ghiaioni rocciosi ai piedi delle montagne. Il ghiacciaio, spesso centinaia di metri, copre un'area di migliaia di chilometri quadrati e il suo ulteriore studio può fornire informazioni sulla storia del clima marziano.
Nel 2018, il radar MARSIS installato sulla sonda Mars Express ha mostrato la presenza di un lago subglaciale su Marte, situato a una profondità di 1,5 km sotto i ghiacci della Calotta Polare Sud (sulPlanum australe), largo circa 20 km.
Come sono avvenute le ere glaciali sul pianeta?
Anche gli scienziati lo hanno appreso dopo aver studiatofoto delle calotte polari. Le foto indicano che circa 375mila anni fa sul pianeta rosso finì l'era glaciale, da cui oggi il pianeta sta gradualmente emergendo.
Il clima su Marte sta cambiando molto più che su MarteLa Terra, poiché il suo asse di rotazione «oscilla» notevolmente superiore a quello del nostro pianeta. Pertanto, in passato, Marte avrebbe potuto apparire completamente diverso da come lo vediamo oggi.
Isaac Smith, ricercatore del Southeast Research Institute di Boulder (USA).
Analizzando i dati raccolti dagli strumenti della sondaMRO, mentre studiavano i depositi di ghiaccio d'acqua al polo nord del pianeta rosso, Smith e colleghi hanno scoperto che Marte ha avuto un'era glaciale nel passato relativamente recente, dopo di che si è gradualmente riscaldato.
Nel corso del nuovo lavoro, scienziati planetari sotto la guidaJoseph Levy, professore associato alla Colgate University (USA), ha portato un po 'di chiarezza su questo problema. Nelle immagini del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), hanno individuato le prime tracce inequivocabili del fatto che dopo la scomparsa della maggior parte dell'atmosfera, la superficie del pianeta ha subito diversi periodi di glaciazione.
Gli scienziati erano interessati alle morfologie che potevano farlosi formano sulla superficie di Marte a causa del movimento delle masse di ghiaccio. Una delle strutture più evidenti di questo tipo sono i cosiddetti margini sedimentari lobati. Questo è ciò che gli scienziati planetari chiamano accumuli di ciottoli e altri frammenti di roccia sui pendii inferiori di montagne e colline, che presumibilmente sono arrivati lì a causa del movimento dei ghiacciai.
Quando è stata l'ultima era glaciale su Marte?
Dopo aver analizzato centinaia di immagini radar da MRO efotografie scattate dalle sonde della serie Viking più di 35 anni fa, gli autori dell'articolo sono giunti alla conclusione che Marte era in un'era glaciale relativamente recente, circa 370-375 mila anni fa.
Durante la ritirata dei ghiacciai ai poli di Marte,secondo i calcoli degli scienziati planetari si sono accumulati oltre 87mila chilometri cubi di ghiaccio d'acqua, questo basterebbe a ricoprire l'intera superficie del pianeta rosso con uno strato d'acqua spesso 60 centimetri. Tali riserve d'acqua sono state una sorpresa per gli scienziati, che si aspettavano di vedere tre volte meno ghiaccio rispetto a quanto mostrano i dati degli strumenti MRO.
Secondo gli autori dell'articolo, il ghiaccio si sciogliecontinua oggi. Ciò è evidenziato dalle tracce scoperte di recente del movimento dell'acqua sulla superficie del pianeta rosso. Ulteriori osservazioni dei ghiacciai, spera lo scienziato planetario, aiuteranno a capire come apparirà Marte nel prossimo futuro e come questi cambiamenti influenzeranno la sua potenziale abitabilità.
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